JP2009074374A

JP2009074374A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2009074374A
Application number: JP2007241727A
Authority: JP
Inventors: Shuji Hasegawa; 修士長谷川; Mutsunori Matsunaga; 睦憲松永; Satoshi Nakamura; 聡中村; Kazuo Sakurai; 和夫櫻井
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】
強度が大きくて信頼性が高く、しかも安価に製造することができる自転防止継手を備えたスクロール圧縮機を得る。
【解決手段】
スクロール圧縮機は旋回スクロール２００の回転を防止するための自転防止継手５００を有し、その自転防止継手は外層部分を形成する外層部材５０１と、前記自転防止継手の内層部分５０２を形成する内層部材の２種類の部材で構成し、内層部材を形成する材料は、外層部材を形成する材料より引張強度の高い材料で構成している。
【選択図】図２

Description

本発明は冷凍用や空調用の冷媒圧縮機，空気やその他のガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機に関し、特に旋回スクロールの自転を防止する自転防止継手の改良に関する。

スクリュー圧縮機に使用される自転防止継手の従来技術としては特開平１−２１１６８０号公報に記載されたものがある。この従来技術は、自転防止継手をアルミニウム合金鍛造パイプにより構成することが記載されている。

特開平１−２１１６８０号公報

上記従来技術のものでは、自転防止継手摺動部の焼き付き防止や自転防止継手の軽量化のため、素材材料に非鉄系金属を使用するケースが多く、自転防止継手機構を単一材料で構成している。従って、自転防止継手に加わる荷重を支えるため、リングの材料強度を高くし、自転防止継手も大きくする必要があり、このため自転防止継手が高価なものになるという課題がある。

本発明の目的は、強度が大きくて信頼性が高く、しかも安価に製造することができる自転防止部材を備えたスクリュー圧縮機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、台板に渦巻き状のラップを直立して形成した固定スクロールと旋回スクロールとを互いに組み合わせて構成すると共に、前記旋回スクロールの自転を防止するための自転防止継手を備えているスクロール圧縮機において、前記自転防止継手を、その外層部分を形成する外層部材と、前記自転防止継手の内層部分を形成する内層部材の２種類の部材で構成し、前記内層部材を形成する材料は、前記外層部材を形成する材料より引張強度の高い材料であることを特徴とする。

本発明の他の特徴は、固定スクロールと旋回スクロールとを互いに組み合わせ、前記旋回スクロールの自転を防止するための自転防止継手を備えているスクロール圧縮機において、前記自転防止継手は、平板でリング状の内層部材と、この内層部材を包囲しつつリング状に形成され、且つ旋回スクロール側と係合するキー部と、スクロール圧縮機の静止部材側と係合するキー部とを備えた外層部材とにより構成され、前記内層部材を形成する材料の引張強度は、前記外層部材を形成する材料の引張強度より大の材料で構成したことにある。

ここで、前記自転防止継手のリング部を構成する内層部材の厚さはリング部全体の厚さの１／２〜１／４、好ましくは約１／３に構成すると良い。また、前記自転防止継手を構成する内層部材は鉄系金属で、外層部材は非鉄金属（好ましくはアルミニウム合金）で構成すると良い。

前記自転防止継手は、外層部材を形成する部材を溶融させ、予め製作しておいた固体状の内層部材と共に鋳造して製作するか、或いは外層部材を内層部材と共に鍛造により密着させて製作すると良い。

更に、前記自転防止継手を構成する内層部材は、そのリング状の平板部に凹部または凸部の少なくとも何れかを設けるか、或いは内層部材のリング状の平板部表面に微細なくぼみを設け、自転防止継手を構成する外層部材の一部が前記くぼみに浸透されるように構成すると良い。

本発明によれば、自転防止継手を安価に製造することができ且つ信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。

即ち、自転防止継手の内層部材を外層部材よりも引張強度の高い材料で構成することにより、摺動面を構成する外層部材として摺動性の優れた材料を使用でき、内層部材には引張強度の高い材料、例えば鉄系の強度が極めて大きい材料を使用できる。従って、摺動性が良くしかも自転防止継手全体の強度も大きい自転防止継手が得られ、この結果、従来に比べて信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。

また、自転防止継手の強度が従来と同程度で良ければ、自転防止継手のリング形状を小さくすることができ、より安価な自転防止継手が得られる。更に、外層部材に非鉄系金属を使用し、内層部材に非鉄系金属より安価な鉄系金属を使用することで、自転防止継手を単一の材料で製作した場合に比べ安価に製造できる効果がある。

以下、本発明の具体的実施例を図面を用いて説明する。

図１はスクロール圧縮機の要部の構造を示す縦断面図で、密閉容器７００内には圧縮機構部が配置され、この圧縮機構部は回転軸３００により駆動されてガスを圧縮する。前記圧縮機構部は、台板１０１に渦巻き状のラップ１０２を直立した固定スクロール１００と、台板２０１に渦巻き状のラップ２０２を直立した旋回スクロール２００とを、ラップを互いに噛み合わせて構成され、また前記固定スクロール１００には吸入口１０３，吐出口１０４が設けられている。回転軸３００の先端にはクランクピン３０１が設けられ、該クランクピン３０１が旋回スクロール２００の台板２０１の下方に突設したボス２０３に挿入されている。ボス２０３内には旋回軸受２１０が設けられており、クランクピン３０１と摺動する構造となっている。旋回スクロール２００の台板２０１の背面には自転防止継手５００が配設されている。該自転防止継手５００は、旋回スクロール２００を固定スクロール１００に対し自転することなく旋回運動させる自転防止機構としての継手であり、旋回スクロール２００とフレーム４００の間に設置されている。

上記圧縮機構部は、回転軸３００の回転によりクランクピン３０１が偏心回転すると、旋回スクロール２００が自転防止継手５００により固定スクロール１００に対し自転せずに旋回運動を行い、ガス吸入口１０３から吸入されたガスは、スクロールラップ１０２及び２０２で形成される密閉室に吸入される。旋回スクロールの旋回運動に伴い、上記密閉室は中央部へ移動しながら容積を減少して吸入したガスを圧縮し、この圧縮ガスは吐出口１０４から吐出室に吐出される。

図２に本発明の一実施例の自転防止継手５００の構造を示す。図１の（ａ）は自転防止継手５００の平面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）図に示す内層部材５０２の斜視図である。（ａ）図及び（ｂ）図に示すように自転防止継手５００は外層部材５０１と内層部材５０２から構成されている。外層部材５０１にはその上面に旋回スクロール側と摺動するキー部５１０を設け、下面にはフレーム側と摺動するキー部５１１が形成されている。

内層部材５０２は外層部材５０１の内部に埋め込まれ、該外層部材に覆われている。内層部材５０２を構成する材料の引張強度は外層部材５０１を構成する材料の引張強度より高い引張強度の材料で構成されている。内層部材５０２は、平板でかつリング状に構成されている。強度の大きいリング状の内層部材５０２を自転防止継手を構成する外層部材５０１に一体に埋め込むことにより、自転防止継手の強度を高めることができる。

自転防止継手５００の製作は、外層部材５０１を形成する部材を溶融させて予め製作しておいた固体状の内層部材５０２と共に鋳造する方法や、外層部材を内層部材と共に鍛造により密着させて製作する方法などがある。なお、内層部材は強度の高い材料で構成するため、薄い材料で良く、外層部材は強度は内層部材より低いが軽い材料で摺動特性の良い材料で製作すると良い。好まくは、自転防止継手のリング部を構成する内層部材の厚さはリング部全体の厚さの１／２〜１／４にするのが良く、図１の例では約１／３の厚さとしている。キー部５１０，５１１を構成する部材は外層部材と同一の単一部材とするのが良く、対摩耗性を向上するための表面処理をすると尚良い。内層部材は引張強度の高い鉄系の金属が良く、外層部材は軽くて摺動特性の良いアルミニウム系の合金が望ましい。

本実施例によれば、自転防止継手の外層部材を構成する材料より内層部材を構成する材料を引張強度の高い材料で構成しているので、スクリュー圧縮機の自転防止継手を安価な材料で製作でき、しかも引張強度も高くできるから、信頼性の高いスクリュー圧縮機を得ることができる。

図３は本発明の他の実施例を示すもので、実施例１の図２に示す自転防止継手における内層部材５０２の他の例を示すものであり、図２と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示す。図３の（ａ）図は、平板でリング状の内層部材５０２に凹部５０２ａと凸部５０２ｂを設けた構造とした例を示すものである。このような凹凸部を設けることでリング強度を更に向上できる。また、前記凹凸部を設けることで外層部材５０１との密着性も高めることができる。

図３の（ｂ）図は、平板でリング状の内層部材５０２の平板表面に微細なくぼみ５０２ｃを設けた構造とした例を示すものである。このような微細なくぼみ５０２ｃを設けることにより、外層部材５０１との密着性を高めることができる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す要部の縦断面図である。図１に示す自転防止継手の構造を説明する図で、（ａ）は自転防止継手の平面図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）図に示す内層部材の斜視図である。本発明の実施例２を示す図で、（ａ）図及び（ｂ）図のそれぞれは実施例１の自転防止継手に使用される内層部材の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１００固定スクロール
１０１台板
１０２，２０２ラップ
１０３吸入口
１０４吐出口
１０５鏡板面
２００旋回スクロール
２０１台板
２０３ボス
２１０旋回軸受
３００回転軸
３０１クランクピン
４００フレーム
４０１軸受
４０２スラスト軸受
５００自転防止継手
５０１外層部材
５０２内層部材
５０２ａ凹部
５０２ｂ凸部
５０２ｃくぼみ
５１０，５１１キー部
７００密閉容器

Claims

台板に渦巻き状のラップを直立して形成した固定スクロールと旋回スクロールとを互いに組み合わせて構成すると共に、前記旋回スクロールの自転を防止するための自転防止継手を備えているスクロール圧縮機において、
前記自転防止継手を、その外層部分を形成する外層部材と、前記自転防止継手の内層部分を形成する内層部材の２種類の部材で構成し、前記内層部材を形成する材料は、前記外層部材を形成する材料より引張強度の高い材料であることを特徴とするスクロール圧縮機。
固定スクロールと旋回スクロールとを互いに組み合わせ、前記旋回スクロールの自転を防止するための自転防止継手を備えているスクロール圧縮機において、
前記自転防止継手は、平板でリング状の内層部材と、この内層部材を包囲しつつリング状に形成され、且つ旋回スクロール側と係合するキー部と、スクロール圧縮機の静止部材側と係合するキー部とを備えた外層部材とにより構成され、
前記内層部材を形成する材料の引張強度は、前記外層部材を形成する材料の引張強度より大の材料で構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項１または２において、前記自転防止継手のリング部を構成する内層部材の厚さはリング部全体の厚さの１／２〜１／４に構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項３において、前記自転防止継手を構成する内層部材は鉄系金属で、外層部材は非鉄金属で構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項４において、前記自転防止継手を構成する外層部材はアルミニウム合金で構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項５において、前記自転防止継手は、外層部材を形成する部材を溶融させ、予め製作しておいた固体状の内層部材と共に鋳造することにより製作されたものであることを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項５において、前記自転防止継手は、外層部材を内層部材と共に鍛造により密着させて製作したものであることを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項１または２において、前記自転防止継手を構成する内層部材は、そのリング状の平板部に凹部または凸部の少なくとも何れかを設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
請求項１または２において、前記自転防止継手を構成する内層部材は、そのリング状の平板部表面に微細なくぼみを設け、自転防止継手を構成する外層部材の一部が前記くぼみに浸透されていることを特徴とするスクロール圧縮機。